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3 路基施工,内容提要铁路工程基本建设项目划分；路基施工准备；土质路堤施工；石质路基施工；路基整修、检查验收与维修。,第3章 路基施工,第一节 铁路工程基本建设项目划分,1.基本建设项目（或建设项目）：基本建设项目一般是指具有设计任务书和总体设计，经济上实行独立核算，行政上具有独立的组织形式，在一个场地或者几个场地上，按一个总体设计施工的各个工程项目的总和。进行基本项目建设的企业或事业单位称为建设单位。,第一节 铁路工程基本建设项目划分,2.单项项目（或工程项目）：单项工程是指具有独立的设计文件，竣工后可以发挥生产能力或使用效益的工程。是建设项目的组成部分。3.单位工程：单位工程是指具有独立设计，可以独立组织施工的工程。是单项工程的组成部分。4.分部工程：分部项目是单位工程的组成部分。5.分项工程：分项工程是分部工程的组成部分。,第二节 路基施工准备工作,一、组织准备1.我国现行的铁路施工管理机构 属中国铁路工程总公司、建筑总公司管理 属地方管理2.开工前的施工准备 开工前的组织准备工作主要是建立健全工程管理机构和施工队伍，明确各自的施工任务，制定施工过程中必要的规章制度，确定工程应达到的目标等。劳动力、机械设备和材料的准备工作是路基施工组织计划的重要组成部分。,第二节 路基施工准备工作,二、进行施工调查（一）施工调查的意义（二）施工调查的主要项目1.全线工程分布情况与地质特征；2.特殊土地区和特殊条件下路基的地质情况等；3.核对土石的类别及其分布，进行填料初步复查和试验；4.大量石方爆破地段的地形、地貌、地质和建筑物等；5.大型土石方施工机械的运输机组装场地；6.当地风俗习惯等；,第二节 路基施工准备工作,二、进行施工调查（二）施工调查的主要项目7.当地可供劳动力、可承包工程的施工单位的能力、信誉等；8.改建既有线或增建第二线时，既有线的运营情况，路基状况等；9.农作物收割、补偿等；10.拆迁等；11.修建临时工程等；12.新技术、新工艺等资料。,第二节 路基施工准备工作,二、进行施工调查（三）编写施工调查报告1.工程概况；2.交通情况；3.材料供应；4.沿线水、电、生活资料供应情况；5.提出有关改善设计的建议；6.使用劳动力合向地方施工单位发包工程的意见；7.有关编制概预算的资料；8.有待进一步解决的问题、有关图表及说明。,第二节 路基施工准备工作,三、技术准备（一）接收施工图表及设计文件,路基施工图表,路基横断面图,填挖高度、路基面宽度、边坡表,土石方数量表,加固工程表,施工单位收到设计文件后，应组织有关技术人员进行审核，及时到施工现场核对。,第二节 路基施工准备工作,三、技术准备（二）交接桩及线路复测施工单位接收任务后，应会同设计单位进行交接桩工作，然后进行线路复测。1.交接桩（1）交接桩的准备工作（2）交接桩的内容 逐一接收水准基点桩、中线控制桩、站场的基线桩、GPS的主要控制桩，隧道及桥的导线网、重点工程中心桩、直线上的交点桩和副交点桩、缓和曲线和圆曲线的起终点和中心桩等。,第二节 路基施工准备工作,三、技术准备（3）交接桩的过程2.线路复测（三）编制施工组织设计作为指导施工的技术文件（四）编制工程预算和施工预算,第二节 路基施工准备工作,四、测量放线线路中线是线路施工的平面控制系统，也是铁路路基的主轴线，在施工时必须保持定测时的位置。常用的边桩放样方法(1)图解法(填挖方不大时用此法较多)(2)解析法 计算出路基中心桩至边桩的距离，然后在实地沿横断面方向按距离将边桩放出来。,第二节 路基施工准备工作,平坦地段的边桩放样,第二节 路基施工准备工作,倾斜地段的边桩放样,第二节 路基施工准备工作,五、清理施工现场（一）改移线路（二）拆迁建筑物（三）征租土地（四）砍伐树木（五）干燥场地（六）试验段施工,第三节 土石方调配,一、土石方计算（一）横截面计算法适用于线型工程，如沟渠及各类路基等的土方计算。平均断面法：平均距离法：,二、土方调配原则 土方工程量计算完成后，即可着手土方的调配。土方调配，就是对挖土的利用、堆弃和填土的取得。（1）应力求达到挖、填平衡和经济运距原则。（2）考虑近期施工与后期利用相结合的原则。（3）采取分区与全场相结合来考虑的原则。（4）尽可能与大型地下建筑的施工相结合。（5）选择恰当地调配方向、运输路线，使土方机械和运输车辆的功效能得到充分发挥。,第三节 土石方调配,一、进行施工调查，审核设计文件。二、测量放线三、征租土地四、拆迁建筑物五、修建施工便道(包括渡口码头等)六、设置排水系统七、编制土石方调配方案八、编制路基工程施工组织设计九、组织路堑工程的开挖。十、组织路堤工程的填筑。十一、组织路基的平整工作十二、修建路基支挡建筑物及路基加固防护工程十三、整修工作。,第四节 路基施工的程序,第五节 土质路基施工,一、路堤填筑,施工准 备,基底处 理,分层填 筑,摊铺平整,洒水晾 晒,碾压夯 实,路基整 修,检验签证,准备阶段,施工阶段,基路整 修,1、路堤填筑施工的工艺流程图,第五节 土质路基施工,1料场选择强度高、水稳定性好，便于施工压实的土、石为宜2基底处理原地面的处理措施：使填土与原来表土密切结合。1）密实稳定的土质基底较缓时，不作处理：直接在地面上修筑路堤i=1:101:5，除草皮，杂物（深度15cm）i1:5较陡时，除草皮，杂物后，挖台阶(宽1m)i1:2.5，外坡角特殊处理（护脚）,地面横坡较陡,挖台阶再填筑,2）耕地或松土基底清除有机土，种植土压实填筑深耕地（30 cm）：翻松，打碎整平压实水田：排水，疏干换填土（基底处理）,清表,3填筑,（1）水平分层填筑法：全宽水平分层（2）纵向分层填筑法：沿纵坡分层,1,2,3,4,5,纵向分层,水平分层,（3）横向填筑法沿路线中心方向逐步向前 深坡陡谷不易压实，尽量采用混合填筑（4）混合填筑法上部经分层填筑，获得需要的压实度,横向填筑,混合填筑,2）沿横断面一侧填筑的方法加宽旧路堤时：（1）与旧路堤相同或相近的土；或透水性较佳的土（2）除草，挖台阶（3）分层夯实半填半挖陡坡路基：清基底表层松土，再挖12米台阶，坡脚附近宜宽一些,1,2,3,4,3）不同土质路堤填筑,（1）分层，不得混填;（2）稳定性好的土填在上部;（3）透水性差的土在下面时，做成4%双向横坡;（4）透水性小的土不应覆盖在透水性大的土的边坡上。,填石路堤：（1）易风化石块：不宜作路堤填料，边坡和形状按土质路堤处理（推土机推平压路机碾压）。（2）不易风化石块：高等级公路：必须分层填筑，分层压实一般公路：路堤下部可采用倾填，边坡采用硬质石料码砌12米厚；规定：高等级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内应填筑路床要求的土并分层压实。其他公路为30cm。,三、路堑开挖1、开挖方法 横挖法：纵挖法：沟槽开挖法：中心开挖法：2、施工流程,3、路堑开挖应注意的问题：确保排水。施工时先挖截水沟，并保证排水纵坡。废渣处理。路堑挖出的土方，尽可能移挖作填，弃土堆要不妨碍排水及边坡稳定。注意边坡的稳定，及时修建支挡工程。路堑与路堤交界处，其基底的树根、杂草等，要清除，如遇地质不良，则更换透水性良好的土。边坡应避免超挖或欠挖。尽量移挖作填，弃土要高土高弃、低土低弃、劣土废弃、优土还田。按横断面自上而下进行，严禁掏底开挖。,3应注意的问题,1先挖截水沟 2弃方不能随意丢弃3及时设置支挡工程,三 土基压实,1、土基压实的目的提高路基强度与稳定性的根本措施之一改善土工程性质的一种经济合理措施,2、影响压实效果的因素,1含水量对压实效果的影响对压实效果较显著最大干密度0所对应的含水量最佳含水量0（击实试验）施工：过大，“弹簧”；过小，压不实,含水量,干容重,0,0,2土质对压实效果的影响粉粒，粘粒越多，愈大，愈小3压实功能对压实的影响随压实功增大而减小随压实功增大而增大 控制比增大压实功收效大,3、压实机具的选择,静力碾压式：（光面碾，羊足碾，气胎碾）粘性土 夯击式：粘性土振动式：砂性土,羊足碾,轮胎碾,4、土基压实标准,压实度：土压实后的干密度与该土的标准最大干密度之比。k=d/O*100%压实度的选择关系到土基受力；公路等级；施工条件等,光面碾,5、碾压工序的控制,1施工现场取土做标准击实试验，得到最大干密度和最佳含水量2确定工地要求的压实度k3摊铺（厚度）4碾压预压整平速度适中 先慢后快，先轻后重先两边后中间5检测压实度k6下一层铺筑,第六节 石质路基爆破施工,一、什么叫爆炸？什么叫爆破？爆炸，从广义的角度来说，能量在瞬间释放的现象都可称之为爆炸。爆炸作用在一定的介质中，使其发生变形和破坏，称之为爆破。习惯上是把在空气中的爆炸叫“爆炸”，在水和土岩介质中的爆炸叫“爆破”。,二、爆破的基本方法1、按装药形状分：集中装药法（习惯称为集团装药和药室法、药壶法）；直列装药法（习惯称为直列装药）；平面装药法和形状装药法（如聚能装药）。2、按装药方式与装药空间形状的不同分：药室法；药壶法；炮孔法；即浅孔爆破，它的炮孔直径不超过50mm。炮孔深度不超过5m，是目前工程爆破主要方法之一裸露装药法。,第六节 石质路基爆破施工,三、特殊爆破技术 1、定向爆破：使爆破后土石方碎块按预定的方向飞散、抛掷和堆积，或者使被爆破的建筑物按设计方向倒塌和堆积。,2、预裂、光面爆破：使爆破后的岩石、砼获得光洁的层面，以保护围壁不受到破坏。3、微差爆破：是巧妙的安排各炮孔起爆次序与合理时差的爆破技术，减少爆破后出现的大块率，减少地震波、空气冲击波的强度和碎块的飞散距离，得到良好的便于清挖的堆积体。,第六节 石质路基爆破施工,4、控制爆破：是控制爆破的破坏范围、倒塌和抛掷方向、破碎程度和形状、危害作用等，达到预期爆破效果。5、聚能爆破：是将炸药爆破的能量的一部分按照物理学的聚能原理在某一点或线上，从而在局部产生超过常规爆破的能量，击穿或切断需要加工的工作对象，完成工程任务。6、其它特殊条件下的爆破：如水底炸礁、水下压缩淤泥地基、油井灭火、抢堵洪水等。,第六节 石质路基爆破施工,四、有关名词梯段（阶梯、台阶）：岩石的水平梯台；临空面（自由面）：岩石与空气的接触面；梯段爆破：至少具有两个自由面的台阶爆破；抵抗线：药包与自由面之间的距离；最小抵抗线：药包与自由面之间的最短距离；最大抵抗线：药包与自由面之间的最长距离；底盘抵抗线：药包底部水平线延伸到自由面的距离；,第六节 石质路基爆破施工,5、爆破作用圈：在均匀介质中，起爆爆炸后，产生的高温、高压呈球状向各个方向扩散，这种爆破所形成的状态叫，分为(1)压缩圈：抛掷圈：(3)破坏圈：(4)振动圈：,第六节 石质路基爆破施工,6、爆破漏斗：将炸药埋入地下一定深度，然后引爆炸药，使药包至自由面之间的介质抛出，在地面形成一个爆破坑，通称。四要素：(1)最小抵抗线W：即从药包中心到临空面的最短距离。(2)爆破漏斗半径r：即漏斗上口的圆周半径。(3)最大可见深度h：即从坠落在坑内的介质表面到临空面最大距离。(4)爆破作用半径R：即从药包中心到爆破漏斗上口边沿的距离。(5)爆破作用指数n：n=r/w当n=1标准抛掷爆破漏斗，n小于1减弱抛掷爆破漏斗，n大于1加强抛掷爆破漏斗。,五、药包量计算 计算较复杂，实践性很强，与岩石性质、临空位置、炸药性能、爆破类型等有关。计算的基本原理：假定药包量的大小是与岩石体积和坚实程度成正比。标准抛掷药包量计算。n=1 所以：Q=kw3e 式中 V被爆除的岩石体积(m3)Q药包量(kg)k标准抛掷药包的炸药单位消耗量，按所爆除的岩石体积计(kgm3)，e炸药换算系数 r、w同前。,加强抛掷药包量计算。n1：Q=(0.4+0.6n3)kw3e松动药包量计算 n1：Q=0.33kw3e 实际爆破时，据实践经验合理地选择计算参数(w、n、k、e)，并通过现场试验。,第六节 石质路基爆破施工,六、炸药和起爆器材1、炸药爆炸的三要素：反应过程的放热性、快速性和生成气体。2、炸药爆炸的基本形式：热分解 燃烧 爆炸 爆轰,第六节 石质路基爆破施工,3、炸药的主要性能：起爆能：能够引起炸药爆炸变化的能量称为起爆能。热能：火焰式灼热物发热而产生的能。如导火索点火法等 机械能：冲击磨擦所产生的能。爆炸能：利用某些炸药的爆炸能来起爆另一些炸药。例：雷管起爆。炸药的感度种类 热感度：通常用爆发点表示，即引起炸药自行爆炸的最低温度。机械感度：爆轰感度 爆轰波的作用下，炸药发生爆炸的难易程度。,第六节 石质路基爆破施工,影响炸药感度的因素 温度：密度：有最佳值。晶粒大小和晶体形状；附加物。一般来说硬度大的附加物可使炸药的感度提高。炸药的爆炸速度：影响爆炸速度的因素有：起爆能的大小；炸药的化学性质；炸药的密度；炸药成分的粒度；对于硝铵炸药其含水量多少等。,第六节 石质路基爆破施工,爆炸形式：a爆轰：以最大的爆炸速度发生的爆炸，一般达1000m/S以上；b普通爆炸：速度处在4001000m/S；c爆燃：每秒只有几十米的爆炸速度；氧平衡零氧平衡：爆炸后，炸药中的氧恰好使碳、氧完全氧化生成CO2和H 2O正氧平衡：爆炸后，有多余的氧生成NO2和NO等，有毒负氧平衡：爆炸后，氧的含量不够，生成有毒的CO等殉爆距离：爆炸时能引起邻近另一药卷爆炸的最大距离。,第六节 石质路基爆破施工,4、炸药的分类起爆药：感度(敏感度)高，加热、摩擦或撞击均易引起爆炸。用于制作起爆器材(火雷管和电雷管等)。如雷汞、氮化铅、黑索金、特屈儿、泰安等。猛性炸药：感度较低，须用起爆药来起爆。但爆炸威力大。A、单体猛性炸药(例如梯恩梯、黑索金、硝化甘油等)；B、混合猛性炸药(例如铵梯硝铵炸药、浆状炸药等)。发射药：对火焰的感度极高，遇火能迅速燃烧，在密闭条件下可转为爆炸。黑火药是发射药的一种，常用以制造导火索。,第六节 石质路基爆破施工,常用炸药单体炸药a.梯恩梯(TNT)或称三硝基甲苯：有毒，不可用于地下工程b.黑索金：主用于导爆索的药芯c.硝化甘油：安全性差，只用于水下,第六节 石质路基爆破施工,常用炸药混合炸药a.硝铵炸药：煤矿铵梯炸药：又名安全炸药，有1号、2号、3号、4号之分。适宜用于有煤尘沼气爆炸危险的井下爆破。岩石铵梯炸药：有1号、2号两种，这种炸药爆炸后产生有毒气体较多，只可在露天爆破工程中使用。b.铵油炸药：路基土石方中主要使用的炸药。c.浆状炸药：性能钝感、爆炸威力大，抗水性强，安全性好，但成本较高。d.水胶炸药：应用较为广泛e.乳化炸药：应用较为广泛,第六节 石质路基爆破施工,6、常用的起爆器材：起爆炸药、火雷管、电雷管、导火索、导爆管等。七、常用起爆方法：1、火花起爆法：导火索火雷管药卷全部炸药2、电力起爆法：通电电雷管的电热丝发热引燃电雷管药卷全部炸药3、导爆索起爆法：引爆8号雷管（或电热）引爆导爆索药包4、导爆管起爆法：引爆（击发枪、击发笔、或起爆器接电雷管、或导火索接火雷管等）导爆管毫秒雷管或半秒雷管药卷全部炸药,第六节 石质路基爆破施工,八、常用爆破的技术要点1、浅眼法在坚硬岩石中：L=(1.101.15)H在较软岩石中：L=(0.850.95)H W=(0.70.8)H用火花起爆时：a=(1.42.0)W用电力起爆时：a=(0.82.0)W b=w或。Q=0.33kW3(kg)(露天铵梯炸药)堵塞：用炮泥，即1份粘土2份粗砂含水适当的松散土料进行堵塞；,2、深眼法深眼法与浅眼法的不同仅在于炮眼直径粗达75120mm，(使用各种大直径潜孔钻机)眼深515m。3、药壶法W=(0.50.8)H。式中，H较大时，W取小值，反之取大值。a=(0.82.0)W 一般用1.8Wb=(1.21.7)W 一般用1.5WQ=0.65Q式中Q为药壶法的用药量，其它各符号都和浅眼法中相同。,第六节 石质路基爆破施工,4、药室大爆破,松动爆破 将原状的土岩通过药室爆破进行松动和破碎，而不要求岩块抛掷和扬弃。式中 Q1条形药包装药量（kg）；L条形药包长度（m）；K单位用药量（参见表2-6-2），当W15m时，；e炸药爆力换算系数。崩塌爆破 利用爆破作用将岩石松动，然后使破碎的岩石在重力作用下塌落的一种方法。,第六节 石质路基爆破施工,抛掷爆破 利用爆破作用的抛掷圈，使爆破作用范围内的岩体不仅被破碎、爆松，而且将部分岩块抛掷出爆破漏斗以外，以减少土石方工程运输数量。扬弃爆破 将开挖的大部分扬弃到设计开挖范围以外。定向爆破 属于抛掷爆破的一种，不仅抛出去，而且要控制抛出爆堆的方向、距离和形状。5 控制爆破 使爆破声响、飞石、振动、冲击波以及破碎物的散塌范围，控制在规定的限度以内。,第六节 石质路基爆破施工,一、路基整修1.土质路基的整修2.边坡加固与整修3.排水系统的整修二、检查验收及质量标准1.中间检查2.竣工验收,第七节 路基整修、检查验收与维修,二、检查验收及质量标准3.质量标准（1）土方路基；（2）路肩；（3）地表排水设施。三、路基的维修,第七节 路基整修、检查验收与维修,季节性施工主要是指冬期及雨季路基施工，属于特殊施工条件下的土方施工。一、冬期施工冬期施工是指当昼夜平均气温在0以下且连续15d以上时，或气温虽未达到上述程度但当路堤中掺填冻土时，均应按冬期施工办理。,第八节 季节性施工,1.施工项目安排路基工程应根据工程项目的特点，合理的加以安排，一般可安排如下项目：进行地面冻层较深的泥沼地区路基修筑。进行被冻结的含水量过大的土层开挖工作。进行石方或干燥粗粒土施工。进行地面以下工程施工，如地下水，洞穴处理等等。进行其他工期紧迫的工程施工。,第八节 季节性施工,2.低温施工方法 进行思想和物资准备，调整施工安排，加强安全防护。土壤防冻处理：施工地段的积雪，只应在临动工前清除。路基填料：除满足一般规定外，宜选用级配良好的渗水土，如确有困难，非渗水土的含水量则宜低于塑限，并采取加大压实功能措施。填土压实与预加沉落量。冻土开挖：冻土开挖是路基低温施工的关键工序。,第八节 季节性施工,2.低温施工方法常用的方法有如下几种：钢钎破土法 铁楔劈土法 顶镐破土法 爆破法,第八节 季节性施工,一、雨季施工在常年多雨或雨季较长的地区，雨水对路基施工产生很大影响，其影响程序视降雨的性质和降雨量而不同。如暴雨强度虽大，但时间较短，绝大部分雨水可以流失，只有少部分被土壤吸收，雨过后在短期内即可继续施工；连续性降雨强度虽小，土壤含水量超过夯实要求最佳含水量，对施工影响大。因此，对多雨季影响较大地区，在路基施工组织与准备工作方面，应做必要的考虑与相应的安排。,第八节 季节性施工,2.雨季施工项目的安排 严禁在中雨或连绵雨天填筑非渗水土的路堤各部填层。不宜安排在雨季施工的项目：洼地路堤及地下水位较高地段的路堤 土质路基的高填深挖 非渗水土路堑开挖 堆积体开挖 可以安排在雨季施工的项目：路基石方的填挖 砂夹石、土夹石或砂土类路基的填挖 填挖高差较小，运输距离较短的土质路堑。雨季施工中的工序安排为了保证工程质量，在路基施工中，根据雨水情况，应对部分工程项目或工序加以合理安排。,第八节 季节性施工,3.雨季土石方施工方法及注意事项 准备工作根据每个地区的历年的降雨规律，每个地区都有各自的雨季时间，施工调查时，雨季时间的调查是调查的主要内容之一。然后，根据雨季的长短、工期的要求，合理安排雨季的工作，尤其是土石方的施工，要做好思想上、物资上的必要准备，订立专门的措施，确保雨季施工的安全。石方开挖石方的雨季施工，除注意山体稳定外，其它与平时施工方法差不多，但爆破作业容易发生炮眼内漫水、炸药受潮发生瞎炮等现象。因此，可尽可能的把炮眼钻成水平眼、斜向的或采取防浸水的覆盖措施，对起爆药包、炸药采取特殊的防水措施或采用防水炸药。,第八节 季节性施工,土方填挖雨季进行土方填挖，主要做好如下工作 及时做好施工地段防排水工作 随挖随运、随运随填、随铺散随碾压 严格掌握含水量情况 事先完成天沟、堑顶截、排水沟等排水系统,第八节 季节性施工,机械筑路雨季采用机械施工时，除应按照土石方机械化施工的要求外，还应注意如下事项：铲运机在无雨或微雨时铺填压实路堤，应从路堤边缘起先作两侧，后作中部；遇雨时，对粗粒土填层应铺散平整，对细粒土填层应将层面做成拱状。及时排除工作场地积水。清除地面稀泥。雨季填筑路堤，应根据使用机具的性能和数量，合理组织几个工点或几个工作面交替作业，紧凑衔接，快速施工。,第八节 季节性施工,